Nghiên cứu kết cấu dầm liên hợp gỗ - bê tông

Bài viết Nghiên cứu kết cấu dầm liên hợp gỗ - bê tông trình bày xác định các chỉ số cơ học như sức kháng uốn, mô đun đàn hồi của kết cấu liên hợp gỗ - bê tông; Nghiên cứu ảnh hưởng của liên kết chống cắt tới ứng xử cơ học tổng thể của kết cấu; Nghiên cứu theo phương pháp số, nhằm xây dựng mô hình dự báo ứng xử cơ học của kết cấu liên hợp gỗ - bê tông.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu kết cấu dầm liên hợp gỗ - bê tông Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 NGHIÊN CỨU KẾT CẤU DẦM LIÊN HỢP GỖ - BÊ TÔNG Trần Văn Đăng Trường Đại học Thủy lợi, email: tranvandang@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG kể tới sức kháng uốn của dầm liên hợp. Liên kết dạng chốt cho sức kháng uốn lớn nhất Sử dụng gỗ trong các công trình xây dựng (13.2 MPa), liên kết đinh vít và thanh xiên là một giải pháp hiệu quả trong việc giảm cho sức kháng như nhau (12.1 MPa). thiểu ô nhiễm môi trường. Ngày nay, công nghệ chế tạo và xử lý gỗ ngày càng tiên tiến, giúp cho kết cấu gỗ nâng cao được sức kháng và độ bền. Đặc biệt các kết cấu liên hợp từ gỗ đã thể hiện được ưu điểm vượt trội so với kết cấu gỗ truyền thống, cả về mặt chịu lực cũng như mỹ quan. Kết cấu liên hợp gỗ - bê tông là một ví dụ điển hình. Một số kết cấu phổ biến như là: dầm liên hợp gỗ nhiều thớ - bê tông (glued laminated timber-concrete), dạng mặt cắt chữ nhật hoặc cánh T, sàn liên hợp gỗ - bê tông (timber-concrete floor). Kết cấu liên hợp gỗ bê Hình 1. Dầm liên hợp cánh T với tông đã được sử dụng trong các các công trình các dạng liên kết chống cắt khác nhau lớn như cầu, ví dụ cầu Talvitie Bridge (Isojoki, José Luiz Miotto và Antonio Alves Dias Finland), hoàn thành năm 2001, tổng chiều dài [3] tiến hành thí nghiệm kiểm tra sức kháng 31,6m, hoặc cầu Vihantasalmi Bridge của dầm liên hợp gỗ- bê tông, trong đó dầm (Mäntyharju, Finland), hoàn thành năm 1999, gỗ được gia cường bằng lưới sợi thủy tinh gồm 5 nhịp với tổng chiều dài 182m [1]. GFRP. Sức kháng của dầm hoàn chỉnh tăng Hiện nay số lượng công trình nghiên cứu rõ rệt (142.5kN) khi so sánh với dầm gỗ về kết cấu liên hợp bê tông gỗ rất đồ sộ. Nhìn không liên hợp (93kN), và dầm liên hợp gỗ - chung, các nghiên cứu gần đây tập trung theo các hướng sau: bê tông không gia cường (131.6kN). - Xác định các chỉ số cơ học như sức A.M.P.G. Dias và các cộng sự [4] đã xây kháng uốn, mô đun đàn hồi của kết cấu liên dựng mô hình phần tử hữu hạn 3D, mô tả thí hợp gỗ - bê tông. nghiệm kiểm tra khả năng chịu cắt của liên - Nghiên cứu ảnh hưởng của liên kết chống kết chốt trong kết cấu gỗ - bê tông. cắt tới ứng xử cơ học tổng thể của kết cấu. Nghiên cứu này hướng tới các loại gỗ thông - Nghiên cứu theo phương pháp số, nhằm dụng, thời gian khai thác ngắn, giá thành rẻ xây dựng mô hình dự báo ứng xử cơ học của như gỗ tràm, thông, nhằm có được các dữ liệu kết cấu liên hợp gỗ - bê tông. liên quan tới chỉ số cơ học của kết cấu liên hợp - Carlos Martins cùng các cộng sự [2] gỗ - bêtông như là sức kháng uốn, mô đun đàn nghiên cứu kết cấu liên hợp gỗ - bê tông, hồi. Các số liệu này sẽ là căn cứ, để phục vụ trong đó sử dụng thân cây nguyên khối. Đặc cho thiết kế các công trình có sử dụng kết cấu biệt dạng liên kết chống cắt ảnh hưởng đáng gỗ hoặc kết cấu liên hợp từ gỗ. 115 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU trong đó: C1 =1/f t,90 fc,90 -1/(2ft,0 fc,0) 2.1. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm C2 =C3 =1/(2ft,0 fc,0); C4=1/ft,0 -1/f c,0 Nghiên cứu này hướng tới sử dụng các loại C5 =C6 =1/f t,90 -1/f c,90 gỗ phổ biến như là: gỗ tràm, gỗ thông. Hiện C7 =C8 =C9 =1/(fv )2 nay các dầm đang được chế tạo. ft,0 ;f t,90 lần lượt là cường độ kéo của gỗ Nhờ sự hợp tác từ nhóm nghiên cứu tại theo phương dọc thớ và ngang thớ. Viện nghiên cứu LERMAB (Pháp), dầm liên fc,0; fc,90 lần lượt là cường độ nén của gỗ hợp gỗ- bê tông, chế tạo từ gỗ thông, đã được theo phương dọc thớ và ngang thớ. chế tạo. Dầm có chiều dài 3.8m, phần bụng fv là cường độ chịu cắt của gỗ. dầm bằng gỗ thuộc nhóm C24 có tiết diện Vật liệu bê tông được mô tả theo mô hình 170mm75mm, phần cánh dầm bằng bê tông phá hoại dẻo (concrete damage plasticity cốt thép, có tiết diện 400mmx70mm (Hình 2 model), có sẵn trong thư viện của phần mềm (a,b). Bê tông sử dụng có mác C25/30 [5]. ABAQUS [9]. Phần gỗ và bê tông được liên kết với nhau qua 46 đinh vít với chiều dài 160mm và đường kính 7.5mm. Dầm liên hợp được tiến hành thí nghiệm nén uốn 4 điểm theo tiêu chuẩn EN-408 [6] (Hình 2 (c)). Hình 3. Mô hình vật liệu bê tông: (a) kéo; (b) nén (a) (b) 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Đường cong lực-chuyển vị tại vị trí giữa dầm thu được từ thí nghiệm được thể hiện trong hình 4. (c) Hình 2. Mặt cắt ngang dầm liên hợp (a), Chế tạo dầm liên hợp (hình b) và thí nghiệm nén uốn 4 điểm (hình c) 2.2. Phương pháp nghiên cứu mô hình số Mô hình số phần tử hữu hạn, mô tả thí nghiệm trên, được xây dựng dựa trên mô hình đã được nhóm tác giả phát triển dành cho vật liệu gỗ [7] ...